人類曾經(jīng)認(rèn)為,太陽一直在圍繞著地球旋轉(zhuǎn),地球上被陽光照耀到的區(qū)域就是白天,而沒有陽光的區(qū)域則是黑夜,太陽繞著地球轉(zhuǎn)一圈,地球上也就度過了一次晝夜交替。
但隨著對宇宙認(rèn)知的不斷增加,人類才逐漸意識到實際情況是反過來的,原來地球只是太陽系中的一顆行星,它其實是在圍繞太陽公轉(zhuǎn),而地球上的晝夜交替,則是地球本身的自轉(zhuǎn)所造成的。
我們知道,地球的自轉(zhuǎn)是相當(dāng)有規(guī)律的,地球的自轉(zhuǎn)軸當(dāng)然也就非常穩(wěn)定,因此地球的表面上就存在著兩個固定的“點”與地球自轉(zhuǎn)軸相交,其中位于北半球的就被稱為“北極點”,而位于南半球的則被稱為“南極點”。
那么問題就來了,如果一個人站在地球的北極點上,他會不會察覺到自己在原地轉(zhuǎn)圈呢?
要回答這個問題,我們需要簡單了解一下我們?nèi)祟惖拇竽X到底是怎么感知到自己是在原地轉(zhuǎn)圈的。
當(dāng)我們在判斷自身的運動狀態(tài)的時候,只要有合適的參照物,我們的大腦就可以憑借視覺系統(tǒng)獲取到的外界信息迅速確定自己的運動狀態(tài)。
比如說當(dāng)我們看到周圍的眾多原本不會動的景物如高山、河流、大樹、高樓等等,全部都在圍繞著我們“旋轉(zhuǎn)”的時候,就會很快意識到自己是處于原地轉(zhuǎn)圈的狀態(tài)。
除了視覺系統(tǒng)之外,我們的大腦還可以通過前庭系統(tǒng)來判斷自身的運動狀態(tài),簡單來講,前庭系統(tǒng)位于人類的內(nèi)耳之中一個感知系統(tǒng),它可以為大腦提供空間定位、空間方向、線性加速度等等信息。
前庭系統(tǒng)主要由“橢圓囊”、“球囊”以及三個“半規(guī)管”組成,當(dāng)我們處于原地轉(zhuǎn)圈的狀態(tài)時,三個“半規(guī)管”中的內(nèi)淋巴液也會跟著轉(zhuǎn)動,此時一個被稱為“壺腹帽”的感受器會感受到這種狀態(tài),并將信息發(fā)送給大腦,于是我們就知道了自己在原地轉(zhuǎn)圈。
實際上,由于三個“半規(guī)管”基本上是互相垂直,因此空間中任意方向的旋轉(zhuǎn)都可以被我們察覺到。
在有些時候,即使我們將眼睛閉上,也能夠察覺到自己在原地轉(zhuǎn)圈,這其實就是前庭系統(tǒng)在起作用,但這有一個條件,那就是在轉(zhuǎn)圈的速率要足夠高。
然而地球的自轉(zhuǎn)周期卻大約為23小時56分4秒,簡單計算一下可知,地球每秒鐘只會轉(zhuǎn)動大約0.0042度,如此低的轉(zhuǎn)動速率,人類的前庭系統(tǒng)根本就不可能察覺到。
這就意味著,如果一個人站在地球的北極點上,他想要察覺到自己是否在原地轉(zhuǎn)圈,就只能依靠視覺系統(tǒng),而這就需要有一些合適的參照物。
因為整個地球都在自轉(zhuǎn),所以這個人在地球上看到的所有景物都在與他同步旋轉(zhuǎn),在這種情況下,他就只能在地球之外去尋找合適的參照物,其中最理想的應(yīng)該就是夜空中那些閃亮的星星,畢竟它們中的絕大多數(shù)都是遙遠(yuǎn)的恒星,其與地球的距離都是以光年來計算。
可以想象的是,如果這個人可以觀察到夜空中的星星在整體上的運動狀態(tài),那他就可以察覺到自己在原地轉(zhuǎn)圈。但問題在于,地球的自轉(zhuǎn)速率實在是太低了,以至于人類的視覺系統(tǒng)根本就不可能察覺到星空的變化。
所以我們就可以得出一個結(jié)論:對于一個站在北極點上的人來講,他僅憑自身的感知系統(tǒng)是無法察覺到自己在原地轉(zhuǎn)圈的。
當(dāng)然了,如果借用工具的話,情況就不一樣了。一個簡單有效的方法就是,這個人可以利用專業(yè)的設(shè)備對星空進行長時間攝影,比如說好幾個小時甚至更長的時間。
在此之后,他可以將拍攝到的影像進行快速播放,一切順利的話,他就可以看到快放影像中的整片星空都在圍繞著北天極旋轉(zhuǎn),而這正是地球的北極點在“原地轉(zhuǎn)圈”所造成的現(xiàn)象。
好了,今天我們就先講到這里,歡迎大家關(guān)注我們,我們下次再見。
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